帶電粒子在電場中的運動

胡其鋒教學(xué)設(shè)計課程名稱帶電粒子在電場中的運動課時學(xué)段學(xué)科高中物理教材版本人教版作者胡其鋒學(xué)校哈88中一、教學(xué)目標(biāo)學(xué)習(xí)運用電場力、電場強度等概念利用牛頓力學(xué)研究帶電粒子在電場中運動的加速度、速度和位移等物理量的變化。綜合運用電場力做功、電勢差等概念利用功能關(guān)系研究帶電粒子在電場中運動的能量轉(zhuǎn)化。了解示波管的原理，學(xué)會分析簡單的示波管圖形、圖像。二、教學(xué)重難點重點：帶電粒子在電場中的運動分析難點：對比平拋運動，闡述類平拋運動，體現(xiàn)思維能力的提升三、學(xué)情分析本校本年級學(xué)生底子、基本功、基本能力較差，故教學(xué)過程中時刻引導(dǎo)學(xué)生，對舊知識及能力加以指導(dǎo)。四、教學(xué)方法教具及電子白板五、教學(xué)過程一．帶電粒子在勻強電場中的運動（一）帶電粒子的加速1．什么是帶電粒子？①基本粒子：如電子，質(zhì)子，粒子，離子等除有特殊說明，一般不考慮重力（但并不忽略質(zhì)量）。②帶電顆粒：如液滴，油滴，塵埃，小球等除有特殊說明，一般不能忽略重力。2．初速度為零①僅受電場力的作用，在電場力的作用下由一極板向另一極板做勻加速直線運動（若將上述兩圖中電荷電性改變將直接打在左邊極板上）②帶電粒子到達(dá)另一極板的速度問題：如何求解帶電粒子到達(dá)右極板時的速度？方法一：運動學(xué)方程求解求加速度：由可得帶電粒子從靜止開始被加速時獲得的速度為：方法二：利用動能定理到達(dá)另一極板時的速度為注意：方法一必須在勻強電場中使用，而方法二同樣適用于點電荷電場研究完了直線運動，我們再來研究帶電粒子在勻強電場中的曲線運動，當(dāng)初速度方向與電場力方向不在同一直線上時，粒子做曲線運動，F(xiàn)與V方向垂直時為類平拋運動。現(xiàn)在我們來研究下類平拋運動。（二）帶電粒子的偏轉(zhuǎn)1．時間：2．加速度：3．速度：4．位移：5．的反向沿長線與方向的交點O為的中點，O為的中點（三）帶電粒子先加速再偏轉(zhuǎn)加速電場的電壓為，偏轉(zhuǎn)場的電壓為，得代入上面各式，可見，帶電粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時速度與水平方向的夾角、在偏轉(zhuǎn)電場中位移與水平方向的夾角以及在豎直方向的位移都與粒子，無關(guān)，僅決定于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場，即不同的帶電粒子從靜止開始經(jīng)過同一電場加速后進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場后，他們在電場中的偏轉(zhuǎn)角度總是相同的。二．示波管原理（一）構(gòu)造：電子槍（加速）、偏轉(zhuǎn)板（兩對）、顯示部分（熒光屏）（二）工作原理示波管中的電子槍能夠釋放電子，并且利用加速電場對電子加速，電子從電子槍中射出后要分別經(jīng)過兩個偏轉(zhuǎn)電場，一個是豎直方向的YY’，一個是水平方向XX’，下面我們討論電子在偏轉(zhuǎn)方向的位移與偏轉(zhuǎn)電壓的關(guān)系。如圖所示為真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出(初速度不計)，經(jīng)燈絲與A板間的加速電壓U1加速后，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進(jìn)入由兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中(偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強電場)。電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度與電場方向垂直，電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場后打在熒光屏上的P點．已知M、N兩板間的電壓為U2，兩板間的距離為d，板長為L1，板右端到熒光屏的距離為L2，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e．求：

(1)電子穿過A板時的速度大小；

由動能